Einfluss der Autophagie auf den Zellzyklus und die Chemosensibilität von Leukämiezellen

Die Autophagie ist ein zytoprotektiver, für die zelluläre Homöostase essentieller Mechanismus. Sie ist in allen Zellen konstitutiv aktiv und dient dem Abbau schädlicher Zellbestandteile wie auch als adaptiver Stress-induzierter Mechanismus. Das Ziel dieser Forschungsarbeit war es, einen Beitrag zur Klärung der komplexen Rolle der Autophagie, vor allem in Neoplasien, zu leisten. Erstmalig wurde hier die konstitutive Autophagie-Aktivität in Krebszellen, und zwar in der Leukämie-Zelllinie MOLM-13, hinsichtlich des Zusammenhangs mit zellbiologischen Aspekten wie Zellzyklus, Metabolismus und Chemosensibilität untersucht. Auf Basis des Autophagosomen-spezifischen Fluoreszenzfarbstoffes Cyto-ID wurden die Zellen mit einem FACS-Sortiergerät in drei Populationen mit unterschiedlicher Autophagie-Aktivität fraktioniert. Diese neue Methode wurde im Rahmen dieser Dissertation optimiert und validiert. In Anschlussuntersuchungen wurde mithilfe von Expressionsanalysen mittels Western Blot und Real-Time RT-PCR gezeigt, dass sich Zellen mit niedriger Autophagie-Aktivität mehrheitlich in der G1-Phase und die mit hoher Autophagie-Aktivität in der G2/M-Phase des Zellzyklus befanden. Diese Ergebnisse belegen eine differentielle Regulation der Autophagie-Aktivität während des Durchlaufens des Zellzyklus. Zudem wurde erstmalig der Einfluss der konstitutiven Autophagie auf die Wirkung von Zytostatika untersucht. In dieser Dissertation konnten wir eine neue Methode in der Grundlagenforschung an konstitutiver Autophagie, die Autophagie-spezifische Zellsortierung, validieren und optimieren. Mithilfe dieser Methode gelang es uns, Klarheit in das kontroverse Feld der Erkenntnisse über das Zusammenspiel zwischen Autophagie und Zellzyklus zu bringen. Wir konnten eine differentielle Regulation der Autophagie im Zellzyklus nachweisen, die sich durch eine Koexistenz signifikant erhöht exprimierter Autophagie - und G2/M -spezifischer Marker sowohl auf Protein- als auch Transkriptionsebene zeigte.